論文の概要: ALFRED: Requirement-driven development of an open-source mobile manipulator for long-term plant monitoring

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.01477v1
• Date: Thu, 01 Oct 2026 11:15:58 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-03 01:19:24.072906
• Title: ALFRED: Requirement-driven development of an open-source mobile manipulator for long-term plant monitoring
• Title（参考訳）: ALFRED:長期植物モニタリングのためのオープンソースの移動マニピュレータの要求駆動開発
• Abstract要約: 本稿では、商用コンポーネントから構築されたオープンソースのモバイルマニピュレータであるALFREDを紹介する。 6自由度アーム、LiDAR、RGB-Dカメラ、RTK、およびIMUをAckermann製のベースに搭載し、コンテナ化されたROSソフトウェアを実行する。 4つのビルドを通じて開発され、6つの要求が繰り返し屋外に展開された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 39.48199054992569
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Tracking seasonal change in crops and forests requires observing the same plants repeatedly. Ground robots can do this at close range, and a manipulator gives their sensors more viewpoints. Yet the robots behind long-term field datasets are rarely released with their design files, and how a robot's own structure limits arm reach and occludes its sensors is seldom compared between builds. We present ALFRED, an open-source mobile manipulator built from commercially available components. It carries a six-degree-of-freedom arm, LiDAR, RGB-D cameras, RTK GNSS and an IMU on an Ackermann-steered base, all mounted on a reconfigurable aluminium strut frame, and runs containerised ROS software. It was developed through four builds against six requirements for repeated outdoor deployment: durability, modularity, repairability, sensing reach, endurance and reproducibility. Model-based analysis of the last three builds shows the usable share of the arm's reachable poses rising from 34.0% to 60.0% and then 66.1%, and ray casting shows that only the final build keeps the frame-mounted LiDAR's horizontal view clear both forwards and backwards. ALFRED completed a year of monthly forest surveys (528 traversals) without missing a scheduled collection. This was despite battery degradation, reconfiguration for another researcher's study, and the parallel development of ALFRED 2.0 for autonomous crop-row operation, with each switch between builds taking about six hours. The deployment also showed that mechanical modularity is only as dependable as the robot description that tracks it.
• Abstract（参考訳）: 作物や森林の季節変化を追跡するには、同じ植物を何度も観察する必要がある。 地上ロボットは近距離でこれを行うことができ、マニピュレータはセンサーにより多くの視点を与える。 しかし、長期的なフィールドデータセットを支えるロボットは、設計ファイルとともにリリースされることはめったになく、ロボット自身の構造が腕の届きを制限し、センサーを遮蔽する方法は、ビルド間で比較されることがほとんどない。 本稿では、商用コンポーネントから構築されたオープンソースのモバイルマニピュレータであるALFREDを紹介する。 6自由度アーム、LiDAR、RGB-Dカメラ、RTK GNSS、およびIMUをアッカーマン製ベースに搭載しており、すべて再構成可能なアルミニウム製ストラットフレームに装着され、コンテナ化されたROSソフトウェアを実行する。 耐久性、モジュール性、修理性、感知範囲、耐久性、再現性の6つの要件に対して4つのビルドで開発された。 最後の3つのビルドのモデルに基づく分析では、アームの到達可能なポーズの使い勝手は34.0%から60.0%に上昇し、66.1%に上昇し、レイキャスティングは最終ビルドのみがフレームマウントされたLiDARの水平ビューを前方と後方の両方に鮮明に保っていることを示している。 ALFREDは1年間の森林調査(528回)を完了した。 これは、バッテリーの劣化、別の研究者の研究の再設定、および自律的な作物栽培のためのALFRED 2.0の並列開発にもかかわらず、各ビルド間の切り替えは約6時間であった。 デプロイの結果、機械的なモジュラリティは、それを追跡するロボットの説明と同じくらいの信頼性しか持たないことが判明した。

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